低溫地板輻射采暖畢業(yè)設計（含圖紙－雙擊圖紙可調出CAD格式）

PAGE土木建筑學院課程設計（論文）說明書課程名稱：供熱工程設計題目：北京市某住宅樓冬季供暖系統設計專業(yè)：建筑環(huán)境與設備工程班級：設計人：指導教師：2007年7月12日摘要本設計主要是對北京市某住宅樓進行低溫熱水地板輻射采暖的系統設計。首先對各種供暖系統進行了比較，對低溫熱水地板輻射采暖國內外現狀、優(yōu)缺點、傳熱特點和鋪設方式進行了分析，得出了這是一種舒適節(jié)能的采暖方式。再對住宅樓進行采暖熱負荷計算，由于地板輻射采暖室內實感溫度高于設計溫度，所以計算時將所得的結果取95%，以滿足節(jié)能要求。在管道鋪設方面，選擇了交聚乙烯管道雙回形鋪設的方式。這種鋪設方式地板表面的均勻，滿足了舒適性要求。最后，在各戶安裝溫控閥和熱計量表，對各戶房間進行溫度控制和熱計量。關鍵詞：供暖工程；低溫熱水地板輻射供暖；熱負荷；分戶計量。 目錄1供暖方式的比較和選擇…………………11.1幾種采暖方式的簡單比較………11.2地板輻射采暖的綜合介紹…………3建筑內供暖立管的形式選擇……………………42設計依據和原始資料…………………5設計依據…………52.2設計原始資料……………………5設計原則…………63采暖負荷計算…………7維護結構的耗熱量………………7冷風滲透耗熱量…………………8冷風侵入耗熱量…………………8熱負荷計算舉例…………………8熱負荷計算表……………………94地板輻射采暖設計……………………10采暖盤管選擇與布置…………104.2采暖盤管設計計算……………115水力計算………………13設計計算公式…………………13戶內環(huán)路水力計算……………135.3系統水力計算…………………16小結……………196熱表及溫控閥選型……………………206.1溫控閥的選擇…………………206.2熱表的選擇……………………207管道的保溫…………21保溫管道的確定原則…………21保溫材料的選擇………………21小結………………22附錄1………………24附錄2………………29附錄3………………35附錄4………………39附錄5………………411供暖方式的比較和選擇幾種采暖方式的簡單比較集中式供暖1、原理以城市熱網、區(qū)域熱網或較大規(guī)模的集中供暖為熱源的方式，在目前以至今后一段時期內將仍是城市住宅供暖方式的主要方式。2、優(yōu)點（1）技術比較成熟，安全、可靠，使用方便，價格便宜；（2）每天24小時供暖。3、缺點（1）供暖的時間和溫度不能自己控制，立式的散熱片不美觀、占空間，影響裝修效果；（2）供暖期前后無熱源；（3）散熱片取暖，一般出水溫度在70攝氏度以上，但溫度達到80度時就會產生灰塵團，使暖氣上方的墻面布滿灰塵。4、費用以100平方米居室為例，按北京市規(guī)定煤氣供暖的運行和支付費用為24元/平方米。一個采暖季需支付2400元。地板輻射式采暖1、原理低溫輻射地板采暖是通過埋設于地板下的加熱管——鋁塑復合管或導電管，把地板加熱到表面溫度18至32攝氏度，均勻地向室內輻射熱量而達到采暖效果。同時它可以由分戶式燃氣采暖爐、市政熱力管網、小區(qū)鍋爐房等各種不同方式提供熱源。2、優(yōu)點（1）地面溫度均勻，室溫自下而上逐漸遞減，舒適度高；（2）空氣對流減弱，有較好的空氣潔凈度；（3）與其他采暖方式相比，較為節(jié)能，節(jié)能幅度約為10％至20％；（4）有利于屋內裝修，增加2％至3％的室內使用面積；（5）有利于隔聲和降低樓板撞擊聲。3、缺點：（1）對層高有8厘米左右的占用；（2）地面二次裝修時，易損壞地下管線；（3）鋪設木地板則有干裂的麻煩，最好選用地磚或復合地板；（4）設定溫度不能太高，否則會大大降低輸送管道的使用壽命；（5）由于防水需要，衛(wèi)生間不便鋪設，還要借助于電暖氣。4、運行費用：一個采暖季節(jié)每平方米大約需要14元（18℃家用電鍋爐1、原理采用電能供暖。2、優(yōu)點（1）占地面積小，安裝簡單，操作便利；（2）采暖的同時也能提供生活熱水；（3）舒適性高，適合面積較大的低密度住宅和別墅；（4）最先進之處在于具有多種時段、不同溫控預設功能。3、缺點前期投入較大，運行費用較高，該產品不太適合利用低谷電蓄熱供暖，以達到最為節(jié)能之功效。4、費用以100平方米居室為例，一個取暖季的基本運行費用在3000元－5000元。電熱膜采暖原理以電力為能源，是將特制的導電油墨印刷在兩層聚酯薄膜之間制成的純電阻式發(fā)熱體，配以獨立的溫控裝置，以低溫輻射電熱膜為發(fā)熱體，大多數為天花板式，也有少部分鋪設在墻壁中甚至地板下。具有恒溫可調、經濟舒適、綠色環(huán)保、壽命長、免維護等特點。2、優(yōu)點（1）戶內無暖氣片，房間使用面積可增加2％到3％，便于裝修和擺放家具；（2）一般不需要維修；（3）屬清潔能源，無污染；（4）可用溫控器調節(jié)室溫；（5）沒有傳統采暖的燥熱感，溫度均勻。3、缺點（1）電熱膜升溫較慢，一般需要1到1．5小時才能達到18攝氏度左右；（2）系統安裝要與裝修同步，且不能在頂棚上釘釘子、鉆孔等；（3）電能供應不暢、不穩(wěn)或電費標準太高的小區(qū)不宜采用。4費用計算，一個供暖季的費用為1920元到2400元之間。家用中央空調系統1、原理采用市政電或天然氣，通過出風口提供熱源供暖。2、優(yōu)點（1）檔次高、外形好、舒適度高；（1）帶新風系統的“風冷式”更為舒適；（1）溫度與時間可預調。（1）舒適性高，適合面積較大的低密度住宅和別墅。3、缺點（1）前期投入較大，運行費用較高；（1）無法享受國家低谷用電優(yōu)惠政策。4、費用采暖季24元／平方米。1.2地板輻射采暖的綜合介紹地板采暖的歷史地面采暖可追溯到明朝末年，為皇宮王室才能擁有的取暖方式如現存我國的故宮，冬天全部以青磚地面下砌好煙道，通過煙道傳煙并合理配置出煙窗以達到把青磚溫熱而后傳到室內，使室內產生溫暖的效果。以后我國北方農村出現火墻、火炕的取暖方式。韓國、日本出現地炕，隨著新型材料而將熱向地面上的空間散發(fā)，維持該空間具有較穩(wěn)定的合適溫度的供暖技術，該技術早在本世紀30年代就在發(fā)達國家開始應用，我國在50年代初就已將該技術應用于人民大會堂，華僑飯店等工程中。地板采暖的優(yōu)點（1）節(jié)能。根據各種采暖方式室內溫度測試結果，地板輻射采暖方式是最理想的采暖方式。在建立同樣舒適條件的前提下，地板采暖房間的室內溫度比一般散熱器采暖溫度低2-3℃（2）舒適。地板低溫輻射采暖以地板為散熱器，在向人體和周圍空氣對流換熱同時還向四周的家具及外圍結構表面進行輻射換熱，使壁面溫度升高，減少了四周表面對人體的冷輻射。由于有輻射強度和溫度的雙重作用，使室溫比較穩(wěn)定且溫度梯度小，形成了真正的符合人體散熱要求的熱環(huán)境，給人以腳暖頭涼的舒適感，可使腦力勞動者的工作效率提高；（3）美觀。由于室內取消了暖氣片及其管道，相當于增加了2-3%的使用面積。更便于裝修和室內布置；（4）地板采暖適合分戶計量及節(jié)能設計。管道的布置，系統阻力值的確定，均可根據不同情況，不同要求由設計人自己決定；（5）安全可靠，使用壽命長，清潔衛(wèi)生。管材的使用壽命無論國外還是國內的生產廠家均承諾為50年；（6）熱源選擇靈活。低溫熱水地板輻射采暖系統供水溫度為40-60℃地板采暖的缺點(1)地板采暖要求建筑層高增加6-8厘米，管道安裝需與土建施工同步進行。(2)造價較散熱器采暖高。但據生產廠家透漏，近一年來全國有幾個生產廠家發(fā)展到一百多個，隨著生產量的增多，價格必隨之降低，因此地板采暖有很大的發(fā)展?jié)摿?。低溫熱水地板輻射采暖的結構和布置形式低溫熱水地板輻射采暖結構層由上到下依次為覆蓋層、找平層、埋管層、隔濕層、保溫層。其詳細結構見圖3.1。其中保溫層的作用是為了減少熱量向下傳遞，多用聚苯乙烯泡沫板材做成；埋管結構層有木質地板結構和混凝土結構兩種，多采用埋管設于混凝土的做法；隔濕層用來防止水進入保濕層。地面上可根據用戶裝飾的要求，鋪設地板或地毯形成覆蓋層。當設有覆蓋層時，因其熱阻較大，會使傳熱效率降低。埋管常見的布置形式有單蛇型、雙蛇型、雙回型、單回型幾種。地板采暖的主要技術參數結構層厚度：公共建筑90mm，住宅70mm；熱煤溫度：≤65℃（最高≤80供回水溫度：8-15℃工作壓力：≤0.8Mpa；結構層受荷載≤2000kg/m3,若＞2000kg/m3時，應采取相應措施；供水干管上設置過濾網，防止異物進入系統內；供暖散熱量與地面材質、供回水溫度、管間距、室內設計溫度有關。地板采暖的適用范圍各式住宅、別墅樓；辦公商務樓、會展館、大型會議展廳；停車場機場跑道，候機樓、飛機庫；工業(yè)廠房、水產養(yǎng)殖、種植大棚、娛樂場所、體育場館；商場、購物中心。建筑內供暖立管的形式選擇由于該建筑物共七層，高度較高，故在設計時選擇機械循環(huán)系統。考慮到熱用戶用熱均勻的要求，設計中決定采用雙管系統。由于該建筑物沒有頂棚，供水干管無法布置在頂層，故在設計時采用下供下回式雙管系統。2設計依據和原始資料設計依據設計任務書由指導教師王明紅編寫的《供熱工程》課程設計任務書。設計規(guī)范及標準（1）采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范(GBJ50019－2003版)；（2）房屋建筑制圖統一標準（GB/T50001－2001）；（3）采暖通風與空氣調節(jié)制圖標準（GBJ114-88）；（4）公共建筑節(jié)能設計標準（GB5018-2005）；（5）供暖交聚乙烯管道工程技術規(guī)程.北京.2000；（6）低溫熱水地板輻射供暖應用技術規(guī)程（北京市標準，DBT/T01-49-2000）。空調設計室內外空氣計算參數2.冬季大氣壓————————3.冬季采暖室外計算溫度———————-94.冬季采暖室內計算溫度———————185.冬季室外平均風速————————————2.8m/s2.2設計原始資料本工程為北京市某住宅樓冬季供暖系統設計，磚混結構共五層，底層是雜物間、小車庫，層高為2m。其他各層均為單元式住宅，層高均為2.8m。建筑耐久年限50年；建筑耐火等級為二級；屋面防水等級為二級；抗震設防烈度為6度。(1）地面做法：該建筑物所有地面均鋪設有地板磚。(2）墻壁：外墻：240mm厚磚墻。外表面15mm厚水泥砂漿粉刷，15mm厚面磚貼面；內表面20mm厚普通水泥混合砂漿抹灰，乳膠漆內墻涂料墻面。內墻：240mm厚磚墻，雙面抹灰20mm。(3）樓板100m厚鋼筋混凝土樓板，上鋪20mm厚水磨石預制板。(4）門窗：窗為白色塑鋼框推拉窗，外門為高級防盜門，內門為白色塑鋼框推拉門。(5)屋面高分子卷材防水保溫屋面。設計原則滿足所列出的國家及行業(yè)有關規(guī)范﹑規(guī)定的要求，根據建筑物的性質和使用要求，充分考慮節(jié)能、健康和舒適性的要求以及節(jié)省投資、降低后期運行費用等問題，利用先進的低溫地板輻射采暖技術，從而為整個住宅樓提供一個舒適的生活環(huán)境。3采暖負荷計算房間的熱負荷Q主要包括以下幾部分：Q=Q1+Q2+Q3（3-1）式中：Q1——圍護結構耗熱量；Q2——冷風滲透耗熱量；Q3——冷風侵入耗熱量。在該住宅樓的設計中，只對上層的住宅進行供暖，底層的雜貨間不進行供暖。根據北京市標準《地面輻射采暖交聚乙烯管道工程技術規(guī)程》采暖熱負荷計算不應計算設有加熱管道地面的耗熱量。2——7層的房間按照由北向南、由西向東依次增大的順序進行編號，圖3.1住宅樓西側二樓住戶的房間編號，其它各房間編號與此類似，在此不一一詳列。圖3-1西側二樓住戶房間編號維護結構的耗熱量（1）圍護結構的基本耗熱量：（3-2）式中：K——圍護結構的傳熱系數，W/㎡·K；F——圍護結構的計算面積，㎡；——冬季室內空氣的計算溫度，℃；——冬季室外空氣的計算溫度，℃；α——圍護結構的溫差修正系數；是用來考慮供暖房間并不直接接觸室外大氣時，圍護結構的基本耗熱量會因內外傳熱溫差的削弱而減少的修正，其值取決于鄰室非供暖房間或空間的保溫性能和透氣情況。(2)維護結構耗熱量的修正按照暖通規(guī)范的規(guī)定,維護結構的耗熱量修正應考慮朝向修正、風力附加和高度附加三個方面。朝向附加耗熱量是考慮建筑物受太陽照射影響而對圍護結構基本耗熱量的修正?！杜ㄒ?guī)范》規(guī)定，朝向修正率宜按下列規(guī)定的數值選用：北、東北、西北0～10％；東南、西南—10％～—15％；東、西5％；南—15％～—30％；風力附加耗熱量是考慮室外風速變化而對圍護結構基本耗熱量的修正?！杜ㄒ?guī)范》規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風力附加。只對建在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍護結構附加5％～10％。北京市冬季室外平均風速為2.8m/s，所以不考慮風力附加。高度附加耗熱量是考慮房屋高度對圍護結構耗熱量的影響而附加的耗熱量?！杜ㄒ?guī)范》規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（樓梯間除外）的高度附加率，當房間高度大于4m時，每高出1m應附加2％，但總的附加率不應大于15％。該住宅樓所有房間高度均小于4m，故不考慮高度附加。在此只考慮朝向修正，修正率如下：北0；東、西-5％；南—15％；冷風滲透耗熱量公式如下：ρwCp(tn-tw′)（3-3）式中：V=LlnL——每米門窗縫隙滲入室內的空氣量，按當地冬季平均風速，m3/h·ml——門窗縫隙的計算長度，mn——滲透空氣量的朝向修正系數，北京的為北向：1.0；南向：0.15；東向：0.15；西向：0.4；ρw——冬季供暖室外計算溫度下的空氣密度，Kg/m3；Cp——冷空氣的定壓比熱，C=1KJ/Kg·℃；tn——冬季室內空氣的計算溫度，℃；tw′——冬季室外空氣的計算溫度，℃。冷風侵入耗熱量由于該住宅樓各房間都沒有外門，所以不用考慮冷風侵入耗熱量。熱負荷計算舉例以下是201臥室的熱負荷計算過程××××2.8=10.416㎡；根據《暖通規(guī)范》溫差修正系數a均取為1，按照圍護結構基本耗熱量公式，計算出各房間的維護結構基本耗熱量列于附錄1中。對于該建筑物，東西朝向修正率取-5%，北向取0，南向取-15%，風力附加和高度修正均不予考慮。得出維護結構耗熱量列于附錄1中。（2）根據《暖通規(guī)范》，北京市的冷風朝向修正系數：東向n=0.15，西向n=0.4，南向n=0.15，北向n=1.0。在冬季室外平均風速=，TLM2124門的縫隙長度為?？偟睦滹L滲透量V等于V××，冷風滲透耗熱量等于×××1×27=熱負荷計算表在計算熱負荷時，由于采用了低溫地板輻射采暖的方式，所以二樓不需計算地板的傳熱量。該住宅樓每層的房間布置均相同，故2—6層上下房間的傳熱量相同，7層由于考慮屋頂向室外空氣的傳熱，其傳熱量與其他各層不相同，需要單獨列出。附錄1和附錄2列出了2樓和7樓的房間熱負荷。其中的參數查找和確定方法與201臥室相同，在此不一一列出。注：計算全面地板輻射采暖系統的熱負荷時，室內計算溫度的取值應比對流采暖系統的室內計算溫度低2℃

4地板輻射采暖設計本設計采用熱水作為熱煤，根據各房間的單位面積耗熱量，采用瓷磚類地面。技術參數如下：結構層厚度：70mm結構如圖3.1所示。地面材料：瓷磚供回水溫度：供，60℃；回，50管材：交聚乙烯塑料管圖4-1地板輻射采暖構造層結構1、聚苯乙烯保溫板2、交聚乙烯管3、地面層4、水泥沙將找平層5、細石混凝土6、聚苯乙烯保溫板8、樓板采暖盤管選擇與布置地熱盤管選擇和施工要求目前,建筑給水塑料管主要有UPVC管、CPVC管、PE管、PAP管、PE-X管、PP-R管、ABS管、不銹鋼塑料復合管等。我國常用的主要有PAP管、PE-X管和PP-R管。它們除具有塑料管質量輕、耐腐蝕、不結垢、使用壽命長等優(yōu)點外,還具有以下特點:①良好的衛(wèi)生性能,可用于飲用水系統且可避免金屬管材常出現的“銹水”現象;②較好的耐熱性能,上述3種管材的最高工作溫度均可達95℃③安裝方便,連接可靠。綜合考慮選擇PE-X管，PE-X管的熱膨脹系數雖然較大，但承壓能力較大，介于PAP管和PP-R管之間，價格最便宜，能耐低溫，適用于冬季寒冷的地區(qū)。經查管徑有DN15~DN50和DN63~110兩種系列，參考以往的系統，本系統選擇管徑為：DN20和DN16兩種。盤管的敷設形式有：單蛇形、雙蛇形、交錯雙蛇形、單回形、雙回形有文獻8，塑料埋管鋪設廣泛采用雙回形布置方式，其熱工性能比較好，供熱溫度場溫度梯度小，舒適性好。本設計管道布置采用雙回蛇形，衛(wèi)生間采用直列形。為了保證地熱盤管的安全有效運行，施工要注意以下問題：地熱管施工前必須對地面進行硬化和找平,當房間面積超過30m2或長度超過6m時,現澆填充層應設置伸縮縫,伸縮縫間距應小于10m。由于每個環(huán)路的阻力不宜超過30kPa,這樣就決定了每個環(huán)路的盤管長度不能過長,不宜超過120m。低溫地板輻射采暖系統將40℃～60℃熱水通過埋于樓板的豆石混凝土或水泥砂漿層內加熱盤管經輻射把地板加熱,使地表溫度達到24℃～26℃。根據散熱量要求本系統的供回水溫度為：采暖盤管的布置本設計總立管設在各單元的管道井內，再分設支管進入各戶，各戶連在同一個分水器上，加熱盤管的布置按房間分組。影響塑料埋管鋪設方式的主要因素是塑料埋管的最小彎曲半徑。而滿足彎曲半徑的同時也要使地板輻射供暖的熱效率達到最大。因此，為了不使地板表面溫度過高而造成人腳部太熱而表現的不舒適，最理想的狀況是板表面溫度均勻一致。同時也要考慮施工問題。對于雙回形布置，經過版面中心點的任何一個剖面，埋管是高溫低溫管相間隔布置，存在“零熱面”和“均化”效應，從而使這種布置方式的板面溫度場比較均勻，是鋪設彎曲度數大部分為90°彎，故鋪設簡單也沒有埋管相交問題。首層地面、衛(wèi)生間及廚房必須設防水層。采暖地面構造層與外墻接觸部分用聚苯乙烯保溫板作保溫處理。4.2采暖盤管設計計算設計計算公式傳熱量[4]：Φ=λS(t1-t2)（4-1）式中：λ—導熱系數，W/m·℃；S—形狀因子；t1——盤管溫度，℃；t2——地板表面溫度，℃；查表2-1（4-2）式中：l—管長，m；H——埋深，mm；D——管徑，mm；ω——管間距，mm；導熱系數：W/m·℃（4-3）構造層：瓷磚地板層δ=10mmλ=1.1W/m·℃水泥沙將找平層δ=20mmλ=0.93W/m·℃細石混凝土層δ=40mmλ=1.51W/m·℃W/m·℃4.2.2201房間設計計算對于201房間，考慮全面輻射采暖與對流采暖系統的區(qū)別，以及根據房間使用性質確定的房間遮擋系數，算出最終的修正系數為1.2。修正后的單位面積耗熱量為135.66W根據房間的使用性質，確定臥室，客廳的地板表面溫度為26℃，廚房、衛(wèi)生間的地板表面溫度為30℃。所以地板表面溫度t2=26℃，t1查《供暖交聚乙烯管道工程技術規(guī)程》附錄C，管間距為ω=250mm，管徑為d=20mm埋深：H=50mm形狀因子：=2.58單位長度耗熱量：=80.06W管長：=計算結果如附錄3示。三至六層計算結果同二層。5水力計算設計計算公式總阻力：Pa（參閱文獻[2]）（5-1）比摩阻：Pa/m（5-2）雷諾數：（5-3）摩擦阻力系數：（5-4）水流量：Kg/h（5-5）式中：R——每米管長的沿程損失，Pa/sL——管段長度，m——摩擦阻力系數d——管子內徑，mmv——熱煤在管中的流速，m/s——熱煤密度，kg/m3(查《傳熱學》425頁附錄10)——熱煤的運動粘滯系數，m2/s(查《傳熱學》425頁附錄10)戶內環(huán)路水力計算本系統采用下供下回垂直雙管并聯系統，戶內為水平單管閉合式，各組盤管并聯。根據《地面輻射采暖交聚乙烯管道工程技術規(guī)程》附錄B，由水量查得管段比摩阻，算得沿程阻力。系統管道的總阻力取沿程阻力的120%[6]。戶內盤管水力計算結果如表5-1和5-2所示。表5-1二樓戶內盤管水力計算結果房間熱負荷流量計算內徑管長密度VR△Py動壓△Py+△PjWkg/hmmmKg/m3m/sPa/mPaPaPa201臥室158.06160.2251.361689.3324.192027.19202衛(wèi)生間49.30160.076.50112.182.35134.61203廚房131.05160.1836.84923.871108.65204衛(wèi)生間41.37160.064.7686.941.66104.33206臥室122.16160.1732.52925.4914.451110.59207臥室45.85160.065.7292.502.04111.00208客廳130.95160.1836.79728.0116.60873.62209衛(wèi)生間94.51160.1320.63297.258.65356.70210廚房80.52160.1115.53312.236.28374.67211臥室166.12160.2356.101914.7326.722297.67214客廳130.95160.1836.79728.0116.60873.62215臥室45.85160.065.7292.502.04111.00216臥室114.87160.1629.16797.7912.78957.35217臥室166.121690.2356.101969.1526.722362.97218廚房80.52160.1115.53312.236.28374.67219衛(wèi)生間102.49130.2264.18963.3323.341155.99222臥室141.09160.2041.991315.0319.271578.04223臥室45.85160.065.7292.502.04111.00224客廳130.95160.1836.79728.0116.60873.62225廚房126.39160.1834.54868.7315.471042.48226臥室146.941626.550.2145.131198.2020.911437.84228衛(wèi)生間33.28160.053.2441.541.0749.85229客廳110.06160.1527.03449.4811.73539.37230臥室156.50160.2250.471471.0523.711765.27小計2551.7718110.0921732.11表5-2七樓戶內盤管水力計算結果房間熱負荷流量計算內徑管長密度VR△Py動壓△Py+△PjWkg/hmmmKg/m3m/sPa/mPaPaPa701臥室1994.82171.56160.242094.972513.96702衛(wèi)生間640.1955.06160.08154.23185.07703廚房1646.50141.60160.201148.601378.32704衛(wèi)生間536.3246.12160.07112.88135.46706臥室1593.12137.011691318.141581.76707臥室665.4357.23160.08162.05194.46708客廳830.0071.38160.10154.33185.20209衛(wèi)生間1165.88100.27130.21935.191122.23710廚房1058.9791.07160.13449.46539.35711臥室1322.89113.77160.16820.91985.09714客廳830.0071.38160.10154.33185.20715臥室665.4357.23160.08162.05194.46716臥室914.4478.64160.11358.95430.74717臥室1322.89113.77160.16820.91985.09718廚房1058.9791.07160.13449.46539.35719衛(wèi)生間1258.64108.24130.231136.981364.38722臥室914.4478.64160.11345.10414.12723臥室665.4357.23160.08162.05194.46724客廳830.0071.38160.10154.33185.20725廚房1581.10135.98160.19991.831190.19726臥室1837.40158.02160.221190.531428.63728衛(wèi)生間424.1236.47160.0551.7862.13729客廳849.7873.08160.10165.62198.75730臥室2009.56172.82160.241941.982330.37小計2289.0015436.6618523.995.3系統水力計算系統立管水力步驟圖5-1為一單元系統管路圖。圖中阿拉伯數字為管段結點號，羅馬數字為環(huán)路標號。計算步驟為：（1）選擇最不利環(huán)路由圖可見，最不利環(huán)路為0-6-7-13，即通過環(huán)路Ⅵ的環(huán)路。這個環(huán)路從0開始，經過1、2、3、4、5、6進入頂層房間6′，再由6′、7、8、9、10、11、12、13回到室外管網。（2）本設計采用推薦的經濟比摩阻Rpj大致為60—120Pa/m來確定環(huán)路管徑。根據各管段熱負荷，求出個管段的流量。（3）利用以上所列公式，計算出個管段的d、R、v制。（4）確定沿程阻力損失。將每一段的R與L相乘，列入表中。（5）確定局部阻力。利用系統圖中管路的實際情況，參閱文獻查出局部阻力系數，再根據流速和密度算出動壓，求出局部阻力，列入表中。（6）用同樣方法計算其它環(huán)路的阻力。列入附錄4中。計算不平衡率，調節(jié)管徑使并聯管路間阻力平衡。圖5-1一單元系統管路圖例：總立管0-1，Q=93390.67W=8031.6kg/h選管徑為DN80，面積：=0.005流速：=0.45動壓：局部阻力:Pa雷諾數：阻力系數：比摩阻:=23.82Pa/m沿程阻力：Pa總阻力：一單元各層用戶不平衡率計算一單元系統管路水力計算結果如附錄5所示。環(huán)路Ⅵ：總阻力Pa；環(huán)路Ⅴ：管段5-6-7-8與管段5-8并聯，Pa；Pa，不平衡率：=（3716.34－3144.57）/3144.57=18.18%；環(huán)路Ⅳ：管段4-5-6-7-8-9與管段4-9并聯，=3777.08Pa；Pa，不平衡率：=－3144.57）/3144.57=20.11%；環(huán)路Ⅲ：管段3-4-5-6-7-8-9-10與管段3-10并聯，Pa；Pa，不平衡率：=（3912.88－3144.57）/3144.57=24.43%；環(huán)路Ⅱ：管段2-3-4-5-6-7-8-9-10-11與管段2-11并聯，Pa；Pa，不平衡率：=（4154.67－3144.57）/3144.57=32.12%；環(huán)路Ⅰ：管段1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12與管段1-12并聯，Pa；Pa，不平衡率：=（4529.29－3144.57）/3144.57=44.04%。二單元各層用戶不平衡率計算二單元系統管路水力計算結果如附錄5所示。環(huán)路Ⅵ：總阻力Pa環(huán)路Ⅴ：管段5-6-7-8與管段5-8并聯；Pa；Pa不平衡率：=（3351.78－3063.45）/3063.45=18.18%環(huán)路Ⅳ：管段4-5-6-7-8-9與管段4-9并聯；=3409.03Pa；Pa不平衡率：=－3063.45）/3063.45=20.11%環(huán)路Ⅲ：管段3-4-5-6-7-8-9-10與管段3-10并聯；Pa；Pa不平衡率：=（3537.45－3063.45）/3063.45=24.43%環(huán)路Ⅱ：管段2-3-4-5-6-7-8-9-10-11與管段2-11并聯；Pa；Pa不平衡率：=（3764.14－3063.45）/3063.45=32.12%環(huán)路Ⅰ：管段1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12與管段1-12并聯；Pa；Pa不平衡率：=（4115.92－3063.45）/3063.45=44.04%兩單元間不平衡率計算一單元系統管路水力總阻力Pa，二單元系統管路水力總阻力Pa，兩個單元之間的不平衡率：=（5065.3－4619.09）/4619.09=9.66%本章主要是系統的水力計算，以確定管徑。其中總干管管徑為DN80，進入各戶分水器支管的管徑為DN32，戶內盤管管徑為DN20和DN16。經計算各層用戶的不平衡率較大，需要設置足夠的閥門進行調節(jié)。兩單元間的不平衡率符合標準要求。6熱表及溫控閥選型6.1溫控閥的選擇地板輻射采暖溫控閥集中設置在分水器處。溫控閥帶有溫度調節(jié)和預設定裝置，用戶可以通過調節(jié)旋鈕自己隨時調整供熱量，降低了不必要的能源消耗。為節(jié)約能源創(chuàng)造了條件。接溫控閥處的管徑為DN20，選擇甘普爾公司[15]溫控閥。規(guī)格為：公稱直徑：DN15最高水溫：120最大壓力：1MPa6.2熱表的選擇熱表由熱量計、供回水溫度感溫元件及積算顯示裝置組成。流量計有超聲波式及機械師兩種。戶用熱表可用超聲波式流量計也可用機械式流量計[13]，本設計選用超聲波式流量計[14]，設置在管井內供水管上，前設過濾器，且管徑宜小于或等于入口管徑。選型為:CRL-H戶用型超聲波熱量表。準確度：2級溫度范圍：4-95管徑：DN25溫度：1-100流量范圍：0.0075-4.0電池壽命：10年以上7管道的保溫為了減少熱媒在輸送過程中的熱損失，節(jié)約燃料；保證操作人員的安全，改造勞動條件；保證熱媒的使用溫度等，需要對供熱管道及其附件采取保溫措施。保溫管道的確定原則保溫管道的確定原則如下：（1）敷設在地下管溝、屋頂管溝，設備層內、悶頂及豎井內的采暖管道。（2）設在室內的供回水干管、主立管及暗裝的采暖支管；（3）管道敷設在容易被凍結的地方；（4）管道通過的房間或地點，需要采暖管道采取保溫措施時；保溫材料的選擇水泥膨脹珍珠巖管殼，具有較好的保溫性能，產量大，價格比較便宜，是目前管道保溫常用的材料。巖棉、礦棉及玻璃棉管殼，保溫性能好，無毒、耐久且施工方便。《民用建筑節(jié)能設計標準》推薦采用以上兩種材料。當采暖供熱熱媒與周圍空氣的溫度差小于60度時，安裝在室外、室內管溝中的采暖供熱管道的最小保溫厚度水泥珍珠巖管殼工稱直徑為25～70mm時最小保溫厚度為40mm（《民用建筑采暖設計與施工安裝手冊》表8－18）。管道保溫并非越厚越好。保溫層越厚，表面積也越大，超過一定的限度時，由于表面積的增大反而使管道若損失增加，因此，管道保溫層不能超過下表的極限厚度，以達到經濟合理的目的。公徑≤3240507080100125150200250極厚4555658095110115120125130小結在這次北京市某住宅樓冬季供暖系統設計任務中，主要完成了該住宅樓的冬季冷負荷計算；確定了低溫地板輻射采暖的供暖方案；完成了該住宅樓冬季供暖系統的盤管設計和水力計算；根據要求對熱表及溫控閥進行了選型；最后畫出了采暖平面圖、軸側圖以及大樣圖?？梢哉f基本完成了任務。經過近兩個星期的探索，終于完成了所要求的任務，期間有過喜悅也有過辛酸，但通過兩個星期的設計，讓我熟悉和了解了民用建筑采暖工程設計的一般原則、步驟、和方法；掌握了采暖工程設計說明書的編寫和施工圖設計與繪制的方法，這將使我終身受益。在設計期間，由于設計題目比較新穎，資料缺乏，設計中困難重重，但在王明紅老師的細心指導和幾位同學的幫助下，使設計能夠順利完成。但本人水平有限，其中錯誤與不當之處在所難免，誠懇歡迎讀者給予批評和指正。在此，謹向給予專門指導的王明紅老師及其他老師和同學表示衷心的感謝。參考文獻1.陸耀慶.實用供熱空調設計手冊.第一版.北京:中國建筑工業(yè)出版社.2002:15-212.賀平，孫剛.供熱工程.第三版.北京:中國建筑工業(yè)出版社.2002:8-3253.趙容義,范存養(yǎng),薛殿華,錢以明.空氣調節(jié).第三版.北京:中國建筑工業(yè)出版社4.楊世銘,陶文銓.傳熱學.第三版.北京:高等教育出版社.1998:3-505.民用建筑節(jié)能設計標準(采暖居住部分).北京:中國建筑工業(yè)出社.1996:8-606.北京市采暖交聚乙烯管道工程技術規(guī)程.北京市.20007.宗立華塑料埋管地板供暖的熱性能分析.暖通空調.2003:30卷第一期,6-88.夏喜英,王建華.低溫熱水地板輻射采暖方式及節(jié)能.技能技術.2001:19卷第一期,33-349.董子忠,徐永光,陳啟高,溫永玲.窗戶傳熱系數的簡化計算方法.建筑材料.2002:第九期,40-4410.胡松濤,于慧利,李緒泉,宗立華.地板輻射供暖系統運行工況動態(tài)仿真.暖通空調.1999:第二十九卷第四期,15-1711.王子介.地板供暖及其發(fā)展動向.暖通空調.1999:第二十九卷第六期,35-3812.戶用型超聲波熱量表.暖通空調.2003年第33卷第2期13.甘普爾溫控閥.暖通空調.2003年第33卷第1期14.肖蘭生.住宅分戶計量式供暖系統的設計要點.暖通空調.2000年第30卷第4期:43-45。附錄1二樓各房間熱負荷房間名稱圍護結構傳熱系數室內計算溫度室外計算溫度室內外計算溫差修正系數基本耗熱量耗熱量修正圍護結構耗熱量冷風滲透耗熱量冷風侵入耗熱量房間總耗熱名稱及方向面積（㎡）KTnTwTn-TwαQ1朝向修正修正后耗熱量Q2Q3Q4Qw/㎡·k℃℃℃W%WWWWW123456789101112131415201臥室西外墻18-9271584.96-5555.71555.710北外墻1301.920301.92301.92北外門310408.24408.241265.8701531.58202衛(wèi)生間北外墻18-9271207.230207.23207.230北外窗31109.350109.35109.35316.580498.51203廚房東墻18-9271537.79-5510.90510.900北外墻1392.560392.56392.56北外窗31182.250182.25182.251085.7101325.09204衛(wèi)生間西外墻18-9271254.40-5241.68241.680西外窗31109.35-5103.88103.88345.570418.34續(xù)表附錄1205內廊東外墻18-927165.11-5156.85156.8500東外門173.11-5164.45164.45321.3000321.30206臥室西外墻18-9271584.96-5555.71555.710

南外墻1458.60-15389.81389.81南外窗31182.25-15154.91154.911100.4401136.35207臥室南外墻18-9271298.21-15253.48253.480南外窗31182.25-15154.91154.91408.390444.30208客廳南外墻18-9271301.92-15256.63256.630南外門31408.24-15347.00347.00東墻594.40-5564.68806.681410.3101450.17209衛(wèi)生間西墻18-9271537.79-5457.12457.120北外墻1207.230207.23207.23北外窗31109.350109.35109.35773.700955.63210廚房北外墻18-9271392.560392.56392.56239.380北外窗31182.250182.25182.25574.810814.19續(xù)表附錄1211臥室北外墻18-9271301.920301.92301.920北外門31408.240408.24408.24東墻467.03-5443.68633.821343.9801609.69212內廊西外墻18-92799.07-584.2184.2100西外門103.86-588.2888.28172.4900172.49214客廳南外墻18-9271301.92-15256.63256.630南外門31408.24-15347.00347.00西墻594.40-5564.68806.681410.3101450.17215臥室南外墻18-9271298.21-15253.48253.480南外窗31182.25-15154.91154.91408.390444.30216臥室南外墻18-9271458.60-15389.81389.810南外門31182.25-15154.91154.91東墻509.48-5484.01484.011028.7301068.59217臥室北外墻18-9271301.920301.92301.920北外門31408.240408.24408.24西墻467.03-5443.68633.821343.9801609.69續(xù)表附錄1218廚房北外墻18-9271392.560392.56392.560北外窗31182.250182.25182.25574.810814.19219衛(wèi)生間東墻18-9271537.79-5537.79537.790北外墻1207.230207.23207.23北外窗31109.350109.35109.35854.3701036.30221內廊東外墻18-92799.07-594.1194.1100東外門103.86-598.6798.67192.7800192.78222臥室南外墻18-9271458.60-15389.81389.810南外門31182.25-15154.91154.91西墻509.48-5727.83727.831272.5601312.42223臥室南外墻18-9271298.21-15253.48253.480南外門31182.25-15154.91154.91408.390444.30224客廳南外墻18-9271301.92-15256.63256.630南外門31408.24-15347.00347.00東墻594.40-5564.68806.681410.3101450.17續(xù)表附錄1225廚房北外墻18-9271345.380345.38345.380北外窗31182.250182.25182.25西墻537.79-5510.90510.901038.5301277.91226臥室東外墻18-9271537.79-5510.90510.900北外墻1239.020239.02239.02北外門31408.240408.24408.241158.1601423.87227內廊西外墻18-92799.07-584.2184.2100西外門103.86-588.2888.28172.4900172.49228衛(wèi)生間東外墻18-9271254.40-5216.24216.240東外窗31109.35-592.9592.95309.190336.48229客廳南外墻18-9271314.50-15267.32267.320南外門31408.24-15347.00347.00西墻594.40-5564.68564.681179.0001218.86230臥室東外墻18-9271679.31-5645.35645.350南外墻1458.60-15389.81389.81南外窗31182.25-15154.91154.911190.0701455.78附錄2七樓各房間熱負荷房間名稱圍護結構傳熱系數室內計算溫度室外計算溫度室內外計算溫差修正系數基本耗熱量耗熱量修正圍護結構耗熱量冷風滲透耗熱量冷風侵入耗熱量房間總耗熱名稱及方向面積（㎡）KTnTwTn-TwαQ1朝向修正修正后耗熱量Q2Q3Q4Qw/m^2·k℃℃℃W%WWWWW123456789101112131415701臥室西外墻18-9271584.96-5555.71555.710北外墻1301.920301.92301.92北外門31408.240408.24408.24屋頂1130.770130.77130.771396.6401662.35702衛(wèi)生間北外墻18-9271207.230207.23207.230北外窗31109.350109.35109.35屋頂158.17058.1758.17374.750556.68703廚房東墻18-9271537.79-5510.90510.900北外墻1392.560392.56392.56北外窗31182.250182.25182.25屋頂1106.650106.65106.651192.3601431.74續(xù)表附錄2704衛(wèi)生間西外墻18-9271254.40-5241.68241.680西外窗31109.35-5103.88103.88屋頂148.02048.0248.02393.590466.36705內廊東外墻18-927165.11-5156.85156.8500東外門173.11-5164.45164.45屋頂1116.520192.88192.88514.1800514.18706臥室西外墻18-9271584.96-5555.71555.710

南外墻1458.60-15389.81389.81南外窗31182.25-15154.91154.91屋頂1138.140138.14138.141238.5801274.49707臥室南外墻18-9271298.21-15253.48253.480南外窗31182.25-15154.91154.91屋頂1110.220110.22110.22518.620554.53708客廳南外墻18-9271301.92-15256.63256.630南外門31408.24-15347.00347.00屋頂1146.990146.99146.99750.620790.48續(xù)表附錄2709衛(wèi)生間西墻18-9271537.79-5457.12457.120北外墻1207.230207.23207.23北外窗31109.350109.35109.35屋頂158.17058.1758.17831.8701013.80710廚房北外墻18-9271392.560392.56392.560北外窗31182.250182.25182.25屋頂1106.650106.65106.65681.460920.84711臥室北外墻18-9271301.920301.92301.920北外門31408.240408.24408.24屋頂1126.540126.54126.54836.7001102.41712內廊西外墻18-92799.07-584.2184.2100西外門103.86-588.2888.28屋頂1116.520116.52116.52289.0100289.01714客廳南外墻18-9271301.92-15256.63256.630南外門31408.24-15347.00347.00屋頂1146.990146.99146.99750.620790.48續(xù)表附錄2715臥室南外墻18-9271298.21-15253.48253.480南外窗31182.25-15154.91154.91屋頂1110.220110.22110.22518.620554.53716臥室南外墻18-9271458.60-15389.81389.810南外門31182.25-15154.91154.91屋頂1146.970146.97146.97691.690731.55717臥室北外墻18-9271301.920301.92301.920北外門31408.240408.24408.24屋頂1126.540126.54126.54836.7001102.41718廚房北外墻18-9271392.560392.56392.560北外窗31182.250182.25182.25屋頂1106.650106.65106.65681.460920.84719衛(wèi)生間東墻18-9271537.79-5537.79537.790北外墻1207.230207.23207.23北外窗31109.350109.35109.35屋頂158.17058.1758.17912.5401094.47續(xù)表附錄2721內廊東外墻18-92799.07-594.1194.1100東外門103.86-598.6798.67屋頂1116.52116.52116.52309.3000309.30722臥室南外墻18-9271458.60-15389.81389.810南外門31182.25-15154.91154.91屋頂1146.970146.97146.97691.690731.55723臥室南外墻18-9271298.21-15253.48253.480南外門31182.25-15154.91154.91屋頂1110.220110.22110.22518.620554.53724客廳南外墻18-9271301.92-15256.63256.630南外門31408.24-15347.00347.00屋頂1146.990146.99146.99750.620790.48725廚房北外墻18-9271345.380345.38345.380北外窗31182.250182.25182.25西墻537.79-5510.90510.90屋頂196.96096.9696.961135.4901374.87續(xù)表附錄2726臥室東外墻18-9271537.79-5510.90510.900北外墻1239.020239.02239.02北外門31408.240408.24408.24屋頂1107.300107.30107.301265.4501531.16727內廊西外墻18-92799.07-584.2184.2100西外門103.86-588.2888.28屋頂173.14073.1473.14245.6300245.63728衛(wèi)生間東外墻18-9271254.40-5216.24216.240東外窗31109.35-592.9592.95屋頂132.32032.3232.32341.510368.80729客廳南外墻18-9271314.50-15267.32267.320南外門31408.24-15347.00347.00屋頂1155.130155.13155.13769.460809.32730臥室東外墻18-9271679.31-5645.35645.350南外墻1458.60-15389.81389.81南外窗31182.25-15154.91154.91屋頂1151.870151.87151.871341.9401607.65附錄3采暖盤管設計計算房間放熱面積(m2)熱負荷(w)單位面積放熱量(w/m2)修正系數修正后熱負荷(w)修正后單位面積放熱量(w/m2)地板表面設計溫度平均水溫溫差管間距(mm)平均導熱系數管徑(mm)埋深(mm)形狀因子單位管長散熱量管長(m)201臥室11.291531.58135.661837.90162.80265529250205080.0622.96202衛(wèi)生間4.77498.51104.43573.29120.10305525300205066.348.64203廚房9.361325.09141.511523.85162.74305525250205069.0222.08204衛(wèi)生間3.83418.34109.18481.09125.56305525300205066.347.25205內廊9.92321.3032.381321.3032.38305525300205066.344.84206臥室14.621136.3577.731420.4497.17265529300205076.9518.46207臥室9.74444.3045.61533.1654.73265529300205076.956.93208客廳13.311450.17108.991522.68114.44265529300205076.9519.79209衛(wèi)生間4.77955.63200.191098.97230.22305525100205096.3011.41210廚房9.36814.1986.95936.32100.00305525300205066.3414.11211臥室11.291609.69142.581931.63171.10265529250205080.0624.13續(xù)表附錄3212內廊9.92172.4917.391172.4917.39325523300205061.032.83214客廳13.311450.17108.991522.68114.44265529300205076.9519.79215臥室9.74444.3045.61533.1654.73265529300205076.956.93216臥室11.291068.5994.651335.74118.32265529300205076.9517.36217臥室14.621609.69110.111931.63132.14265529300205076.9525.10218廚房9.36814.1986.95936.32100.00305525300205066.3414.11219衛(wèi)生間4.771036.30217.091191.74249.6530552550165099.2412.01221內廊9.92192.7819.431192.7819.43305525300205066.342.91222臥室11.671312.42112.451640.52140.56265529300205076.9521.32223臥室9.74444.3045.61533.1654.73265529300205076.956.93224客廳13.311450.17108.991522.68114.44265529300205076.9519.79225廚房8.451277.91151.311469.60174.01305525300205066.3422.15226臥室9.061423.87157.201708.64188.64265529200205083.1620.55227內廊6.33172.4927.231172.4927.23305525300205066.342.60228衛(wèi)生間2.59336.48129.94386.95149.43305525300205066.345.83229客廳14.101218.8686.461279.8190.78265529300205076.9516.63續(xù)表附錄3230臥室13.311455.78109.411819.73136.76265529300205076.9523.65701臥室11.291662.35147.251994.82176.70265529200205083.1623.99702衛(wèi)生間4.77556.68116.62640.19134.11305525300205066.349.65703廚房9.361431.74152.901646.50175.84305525200205071.6922.97704衛(wèi)生間3.83466.36121.71536.32139.97305525300205066.348.08705內廊9.92514.1851.821514.1851.82305525300205066.347.75706臥室14.621274.4987.181593.12108.98265529300205076.9520.70707臥室9.74554.5356.92665.4368.31265529300205076.958.65708客廳13.31790.4859.41830.0062.38265529300205076.9510.79209衛(wèi)生間4.771013.80212.381165.88244.2330552550165099.2411.75710廚房9.36920.8498.341058.97113.09305525300205066.3415.96711臥室11.291102.4197.651322.89117.18265529300205076.9517.19712內廊9.92289.0129.131289.0129.13325523300205061.034.74714客廳13.31790.4859.41830.0062.38265529300205076.9510.79715臥室9.74554.5356.92665.4368.31265529300205076.958.65續(xù)表附錄3716臥室11.29731.5564.80914.4481.00265529300205076.9511.88717臥室14.621102.4175.411322.8990.50265529300205076.9517.19718廚房9.36920.8498.341058.97113.09305525300205066.3415.96719衛(wèi)生間4.771094.47229.281258.64263.6730552550165099.2412.68721內廊9.92309.3031.171309.3031.17305525300205066.344.66722臥室11.67731.5562.68914.4478.35265529300205076.9511.88723臥室9.74554.5356.92665.4368.31265529300205076.958.65724客廳13.31790.4859.41830.0062.38265529300205076.9510.79725廚房8.451374.87162.791581.10187.21305525175205074.6321.19726臥室9.061531.16169.051837.40202.862655291002050111.7116.45727內廊6.33245.6338.781245.6338.78305525300205066.343.70728衛(wèi)生間2.59368.80142.42424.12163.78305525200205071.695.92729客廳14.10809.3257.41849.7860.28265529300205076.9511.04730臥室13.311607.65120.822009.56151.03265529250205080.0625.10附錄4系統水力計算表（一單元）管段號熱負荷流量管長管徑截面積密度流速動壓局部阻力系數局部阻力運動粘度雷諾數阻力系數比摩阻沿程阻力總阻力QGLDAρV⊿PdΣξ⊿PjνReλR⊿Py⊿PWKg/hmmmm2Kg/m3m/sPaPam2/sPa/mPaPa0--18031.60800.00500.45100.282200.5775590.9923.8266.69267.251--26677.55800.00500.3869.322138.6462847.1317.1648.04186.682--35323.51800.00500.3044.06288.1250103.2711.5732.38120.503--43969.47800.00500.2224.50248.9937359.426.6818.6967.684--52615.42800.00500.1510.63221.2724615.563.229.0130.285--61261.38800.00500.072.4724.9511871.700.822.297.236--6′8420.56724.17320.00080.2531.